硫代葡萄糖苷是一种特殊存在于十字花科植物中的次生代谢产物,由于其在硫代葡糖苷酶作用下水解产生的降解产物如异硫代氰酸盐、硫氰酸脂和腈类等具有非常重要的生物学活性及保健功能。十字花科芸薹属物种中均含有硫苷,是我国重要的栽培作物。本论文选取五种十字花科代表性植物:芥菜(Brassica juncea)、黑芥(Brassica nigra)、甘蓝(Brassica oleracea)、小白菜(Brassica rapa)和萝卜(Raphanus sativus)进行研究,结果如下:(1)对芥菜和黑芥植株体内硫苷通过脱硫纯化,利用液质联用(ESI/MS)及紫外扫描分析,成功鉴定出7种硫苷组分:2-丙烯基硫苷、3-丁烯基硫苷、4-羟基吲哚甲基硫苷、3-吲哚基甲基硫苷、4-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷、1-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷、2-苯乙基硫苷;(2)检测甘蓝、小白菜、芥菜和萝卜在被不同食性的昆虫取食后植株体内硫苷含量的变化情况,发现虫吃处理后,除萝卜外,其它蔬菜总硫苷含量都有明显上调,且硫苷含量对杂食性昆虫甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)取食的响应更为明显,而萝卜在经过昆虫取食后,对杂食性昆虫的响应并不明显,寡食性昆虫小菜蛾(Plutella xylostella)取食后硫苷含量是下降的;(3)在已公布黑芥全基因组数据的基础上利用生物信息学分析,共鉴定出了99个硫苷合成相关基因,并对这些基因进行命名和染色体定位,运用最大似然法和贝叶斯法构建分子系统发育树,检测硫苷含量并选取关键基因BniCYPs、BniFMOs和BniAOPs进行定量分析,首次对黑芥硫苷合成相关基因进行了在全基因组层面的挖掘和分析。(4)在芥菜中成功扩增出调控硫苷二次修饰关键基因BjuAOPs的10个DNA和6个cDNA序列,这些基因的克隆为将来利用基因工程手段改变芥菜植株体内的硫苷含量奠定了基础。